Den fotovoltaiska radiofrekvensantennmodulen (PRAM) med en 12-tums linjal för skala. Hårdvaran är det första orbitala experimentet utformat för att omvandla solljus till mikrovågskraftöverföring för solenergisatelliter. Kredit:U.S. Naval Research Laboratory
Ingenjörer från U.S. Naval Research Laboratory lanserade PRAM, den fotovoltaiska radiofrekvensantennmodulen, ombord på ett Air Force X-37B Orbital Test Vehicle den 17 maj som en del av en omfattande undersökning av potentiell markbunden användning av solenergi som fångas i rymden.
"Så vitt vi vet, detta experiment är det första testet i omloppsbana av hårdvara som är designad speciellt för solenergisatelliter, som kan spela en revolutionerande roll i vår energiframtid, sa Paul Jaffe, PRAM huvudutredare.
Den 12-tums kvadratiska kakelmodulen kommer att testa förmågan att skörda kraft från sin solpanel och omvandla energin till en radiofrekvensmikrovågsugn.
"PRAM konverterar solljus för mikrovågskraftöverföring. Vi kunde också ha konverterat för optisk kraftöverföring, " sa Chris Depuma, PRAM programledare. "Att konvertera till optiskt kan vara mer meningsfullt för måntillämpningar eftersom det inte finns någon atmosfär på månen. Nackdelen med optisk är att du kan förlora mycket energi genom moln och atmosfär."
Användningen av solenergi för att driva satelliter började i början av rymdåldern med en annan NRL-rymdfarkost:Vanguard I, den första satelliten som har solceller. Detta nuvarande experiment fokuserar på energiomvandlingsprocessen och resulterande termisk prestanda. Hårdvaran kommer att förse forskare med temperaturdata, tillsammans med PRAMs effektivitet i energiproduktionen. Denna information kommer att driva utformningen av framtida rymdsolprototyper.
Beroende på resultaten, teamet siktar på att i slutändan bygga ett fullt fungerande system på en dedikerad rymdfarkost för att testa överföringen av energi tillbaka till jorden. Utvecklingen av en rymdsolförmåga skulle potentiellt kunna bidra till att tillhandahålla energi till fjärrinstallationer som operativa baser och katastrofområden.
Detta flygexperiment gör det möjligt för forskare att testa hårdvaran under faktiska rymdförhållanden. Inkommande solljus färdas genom jordens atmosfär, både filtrera spektrumet och minska dess ljusstyrka. Ett rymdsolsystem som färdas ovanför atmosfären skulle fånga upp mer energi från vart och ett av solljusets färgband.
"Det finns mer blått i spektrumet i rymden, låter dig lägga till ytterligare ett lager till solceller för att dra fördel av det, ", sa Jaffe. "Detta är en anledning till att effekten per ytenhet för en solpanel i rymden är större än på marken."
National Security Space Office rekommenderade i en genomförbarhetsstudie 2007 att undersöka satellitteknik för solenergi. NRL:s expertis med solcellsdrivna satelliter sedan slutet av 1950-talet och lång historia som pionjär i rymden, inklusive i utvecklingen av GPS, ledde forskare att ytterligare utforska detta framväxande fält.